научно-исследовательская работа по теме "Условия распространения плесени"
проект по биологии на тему

Быковская средняя общеобразовательная школа имени А.С.Джурко, филиал МБОУ «Шипуновская средняя общеобразовательная школа № 2»

Шипуновского района   Алтайского края

Окружной этап краевого конкурса учебно – исследовательских работ школьников «Дети Алтая исследуют окружающую среду»

«Условия распространения плесени»  

                                                                                  Быков Михаил

6 класс

                                                    Руководитель:

Журавлева Раиса Алексеевна,

                                                                         учитель биологии и химии

С. Шипуново (Российский с/с) -  2018 г.

Содержание.

Введение………………………………………………………………….….....

1. Что такое плесень?………………………………………………………….

2.  Из истории о плесени…………………………..……………..…….

3. Условия жизни плесени ……………………..……………………………..

4. Вред  плесени…………………………………….…………

5. Польза  плесени…………………………………….………...

6. Наблюдение за ростом  плесени на хлебе при разных условиях.

Эксперимент……….. ……………………………………………………….

Заключение………………………………………….……………………....

Список используемой литературы……………………………………..…...  

Введение

     Плесень  появилась на Земле 20 млн. лет назад. С тех пор она убивает и спасает от смерти. Она сказочно красива, но и вызывает отвращение. Она вездесуща и неистребима. Она упоминается в священных книгах и приводит в отчаяние ученых. Она способна управлять огромными массами людей и изменять ход истории. Если она объявит человечеству войну, то у него не будет шансов выжить. Все это о плесени. Несмотря на множество научных исследований, активное развитие микробиологии, богатый статистический опыт, плесень остается одной из загадок нашего мира, до конца не изучена и появляется каждый раз в новом качестве.

Мне стало интересно: Что же такое плесень? Каковы условия, способствующие возникновению плесени? Полезна или вредна плесень для человека?

Чтобы ответить на возникшие вопросы мы решили провести собственное исследование.

Актуальность данного исследования определяется широким распространением плесени на Земле, и тем, что с каждым годом ее изучения человечество открывает новые свойства и особенности плесневых грибов. Мы выбрали  эту тему, потому что нам интересно понять, какое значение имеет в нашей жизни плесень, и насколько она важна в природе и жизни человека и нужно ли с ней вести борьбу.  

Цель нашей работы:

-изучить и выявить особенности жизнедеятельности  плесневых грибов и их роль в природе и в жизни человека;

-определить  какие  условия влияют на  рост и развитие плесени.

Задачи проекта:

• изучить научно-популярную литературу по данной проблеме;
• определить экспериментальным путем условия развития плесени на продуктах питания;
• выявить полезные и вредные свойства плесневых грибов;
• поделиться выводами наших исследований с одноклассниками

Объект исследования: плесень

Предмет исследования: условия появления плесени на продуктах питания.

Тип проекта: информационный с элементами исследования.

 Гипотеза: Плесень на продуктах питания появляется при определенных условиях.

Глава 1

Что такое плесень?                                                                                                                                                                Грибы — это удивительное, загадочное царство живых организмов, ведь они сочетают в себе признаки и растений, и животных,  насчитывающее более 100 тысяч видов. 

Эти диковинные создания встречаются практически повсеместно, где только может существовать жизнь. Плесневые грибы широко распространены в природе.  Большие колонии растут на питательных средах при высокой температуре и повышенной влажности, причем рост плесени не ограничен при условии наличия пищи. Плесневые грибы отличаются неприхотливостью к среде обитания и пище.

      В строении плесневых грибов различают ветвящиеся гифы, образующие грибницу, или мицелий.  Гифы гриба расположены на поверхности или внутри субстрата, на котором поселился гриб. В большинстве случаев плесени образуют грибницы больших размеров, занимающие обширную поверхность. Размножаются  плесневые грибы в основном  спорами.  Размножение плесневых грибов осуществляется с огромной скоростью. Спора имеет прочное покрытие. Споры находятся в состоянии покоя до того момента, пока не попадут в среду, благоприятную для размножения. Плесневые грибы способны размножаться и половым путем. Такой способ размножения дает плесени надежду на выживание и эволюцию в быстро меняющемся мире. Ученые уверены: даже если произойдет глобальная катастрофа, плесневые грибы не погибнут.

     Клетки плесневых грибов не имеют хлорофилла, в связи с чем, этим грибам требуются для питания готовые органические вещества. Плесневые грибы питаются путем всасывания органических веществ. Причем вначале плесень выделяет пищеварительные ферменты для переваривания пищи, а затем поглощает расщепленные органические соединения. Так как у плесневых грибов нет возможности передвигаться для поиска пищи, то они «обитают» в самой пищи.

Какой бывает плесень?

       Наиболее очевидным различием является цвет плесневых образований. Рассмотрим виды грибка.
Черная

      Наиболее распространенная и самая опасная из всех видов плесени. Обычно появляется в больших количествах на стенах и потолке. С первого взгляда кажется, что пятна одинаковые, но на самом деле они могут принадлежать разным группам. Из всего многообразия подвидов данной плесени самым распространенным считается аспергилл черный. Он представляет особую опасность для человека и животных, поскольку вызывает заболевания, созвучные названию – аспергиллезы.

Зеленая

       Зеленая плесень (аскомицеты) распространяется преимущественно в органических материалах, почве или компосте. Продуктами, однако, тоже не брезгует, может поселиться в овощах. По внешнему виду эти плесневые грибы напоминают мох насыщенного зеленого цвета с неровной поверхностью. Зеленая плесень достаточно быстро распространяется как в зараженном продукте, так и в организме человека, попадая туда вместе с едой. Именно поэтому, увидев зеленое пятнышко на целой буханке хлеба, ее необходимо выбрасывать целиком.

Розовая

      Не портит поверхности, как многие другие виды, не оседает на потолке и стенах, и даже не представляет особой опасности для человека (но употреблять еду с ней, конечно, все равно не рекомендуется). Появляется, в основном, на остатках растительного происхождения и гнилых продуктах (испорченные овощи, фрукты, в редких случаях – крупы, которые неправильно хранились).

Белая

     Белая плесень (Мукор) почти всегда поражает деревья, комнатные растения и почву, в которой они растут. «Любит» некоторые продукты (сыр, хлеб). Не считается особо опасной, но иногда может поразить какой-либо внутренний орган. Обычно такое происходит редко с людьми, чей организм имеет очень слабые защитные функции.

Голубая

      Редко появляется в домах, не представляет опасности для человека. В основном растет на деревьях, используется в производстве изысканных сыров. Внешний вид – налет синего цвета.

Серая

       Серые (сапрофитные) грибы выглядят как простой налет. Оседает почти на любых поверхностях и покрывает различные материалы. Иногда поражает еду (овощи, фрукты) и передается через цветочные семена. Представляет опасность для человека, сложно выводится.

Глава 2

Из истории о плесени.

        Когда в 18-м веке биолог Карл Линней составлял свою знаменитую "Систему Природы", грибы он поместил в категорию "Хаос" (с греч. "первобытный мрак, из которого возник мир"). В самых древних растениях были обнаружены следы мицелия. Считается, что именно грибной мицелий мог стать прообразом кровеносной и нервной системы живых организмов. То есть даже человек имеет общие черты с грибами. Миллионы различных видов организмов появлялись и исчезали в ходе эволюции жизни на Земле. Самыми живучими оказались человек и плесень. За кем будет последнее слово? Для науки это большой вопрос.

В начале 20-х годов английский археолог Говард Картер обнаружил  в египетской Долине Царей нетронутую гробницу. Лорд Карнарвон, финансировавший проект и лично участвовавший в открытии гробницы Тутанхамона, вскоре умер от загадочной болезни. Вслед за ним скончался и  другой участник раскопок, Артур Мейс. Позже выяснилось, что в тканях легких найденных в гробнице мумий все еще жил плесневый грибок, находившийся на высокой стадии развития. Пресса заговорила о "Проклятии Тутанхамона", не обратив внимания на тот факт, что, в частности, Мейс был, тяжело, болен еще до начала раскопок, а лорд Карнарвон когда-то очень увлекался автоспортом, однажды попал в аварию и повредил легкое. Ослабленная иммунная система англичан оказалась идеальной средой для проявления смертоносных качеств плесени. Тем более что в гробнице жила самая опасная из всех существующих ее видов – черный гриб Аспергилус Нигер. Под саркофагом 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС было обнаружено огромное количество плесени. Она росла, густея в местах усиленного радиационного излучения. Споры плесневых грибов прикрепили к обшивке космического корабля, летавшего в космосе. Через полтора года выяснилось: в условиях безвоздушного пространства «испытуемые» выжили, стали еще агрессивнее и устойчивее. Возможно, поражения, нанесенные плесенью аппаратуре орбитальной станции «Мир», были одной из причин ее затопления. Плесень способна выжить даже в открытом космосе. И если произойдет глобальная катастрофа, и жизнь на Земле исчезнет, плесень выживет. Опасность, которую несет людям плесень, упомянута в Ветхом Завете. В библейские времена плесень считалась знаком предупреждения свыше. Господь говорил об этом Моисею. В Средние Века плесень считали изобретением дьявола, придуманным им для того, чтобы нарушать гармонию и приводить людей в отчаяние. Науке понадобилось несколько столетий, чтобы доказать – плесень не нарушает гармонию системы, напротив, она является индикатором нарушений.

 Глава 3

Условия жизни плесени

      Плесневые грибки распространены практически всюду. Они обнаруживаются, как в жилище человека, так и во внешней среде.

Плесень распространяется по воздуху в виде микроскопических спор, которые летают  по воздуху, выискивая подходящее для обитания место (температура воздуха выше 20°C, относительная влажность — более 90%). Попадая в подходящую среду, спора при необходимой температуре и уровне влажности, начинает прорастать. Она образует подобные нитям клетки, называемые гифами.

Когда гифы переплетаются между собой, образуется пушистый клубок нитей – мицелий. Это и есть то, что мы называем плесенью. Внешне плесень так же может напоминать грязь или пятна, например, когда она образуется на стенах в ванной комнате между плитками кафеля.

Посинение, позеленение поверхностей, шелушение стен, махры или растущая "борода", черные точки на потолке свидетельствуют о присутствии плесени. Порой плесень имеет вид пленок, корочек, рыхлого или порошкообразного налета на испорченных пищевых продуктах, прелых листьях, на гнилой древесине.

Излюбленные места обитания плесени — дома, где неправильно устроены водостоки и плохо изолированы полы. А еще плесень «любит» все деревянное, поскольку пористая древесина легко накапливает воду. Другие потенциальные места ее обитания — бетон, штукатурка, пластик, резина, тканевая основа линолеума, ковровые покрытия, книги, цветочные горшки.

    Плесень размножается невероятно быстро. В обыкновенной хлебной плесени можно различить маленькие черные точки – спорангии, в которых образуются споры. В одном спорангии содержится до 50 000 спор, каждая из которых способна воспроизвести сотни миллионов новых спор всего за несколько дней! А если условия благоприятные, плесень быстро появится на книге, обуви или на упавшем дереве в лесу. Споры плесени находятся везде, но особенно много их в воздухе. Особенно хорошо плесень прорастает, если этот воздух плохо циркулирует, «застаивается». Еще одна отличительная особенность грибов плесени состоит в том, что они распространяются исключительно на той еде, которая содержит большое количество сахара или кислоты. Именно поэтому плесневые образования часто видят на кислых плодах (яблоки, персики или абрикосы, цитрусовые и др.) и в зимних овощных заготовках (маринованных огурчиках и помидорах, например).

Глава 4

Вред плесени                                                                                                               Микроскопические споры плесени находятся повсюду: в воздухе, домах, они легко проникают в организм человека, вызывая микозы и аллергии, а в случае ослабленного иммунитета – смерть. Российские ученые установили, что в городском воздухе содержание опасных плесеней превышает предельно  допустимую концентрации. Исследователи из французского института Пастера бьют тревогу: в последние годы от аспергиллёза – болезни, вызванной плесенью рода Аспергилус – только в Париже умерло в два раза больше людей, чем от птичьего гриппа во всем мире. Американские иммунологи обнаружили в организме человека первичную иммунную систему, которую формируют особые формы плесневых  микрогрибов.  Они реагируют на состояние среды организма, которая зависит от наших эмоций. Страх, ненависть, злоба, уныние вызывают патологическое перерождение микрогрибов, что приводит к таким болезням как туберкулез и рак.  Афлотоксин – плесень желтого цвета вызывает быстрое поражение печени и смерть через несколько дней.      Жители городов проводят в своих квартирах 50-70 % времени, а всего в закрытых помещениях, включая рабочие места до 80-90 % времени. За это время через дыхательные пути фильтруется находящийся в помещении воздух и если в нем содержится большое количество микроорганизмов, они оседают на легких (а клетки плесневых грибков способны глубоко проникать в легочную ткань), вызывая различные болезненные состояния.

Некоторые виды грибков могут вызывать диатез у детей, аллергию, переходящую в астму и даже онкологические заболевания.

Как радиация или тяжелые металлы воздействуют невидимо на организм, так и плесень воздействует на человека, его здоровье и жилье.

Вот краткий перечень заболеваний, связанных с плесенью: мигрень, насморк, отит, бронхит, ринит, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые нарушения, микотоксикоз. Аллергическим ринитом, также известным как сенная лихорадка, страдает свыше 36 миллионов людей. В большинстве случаев первопричиной этого заболевания является аллергенная плесень. Среди огромного количества грибов аллергенные свойства обнаружены примерно у 300 видов. Заболевание характеризуется постепенным началом и затяжным течением.

      Плесень способна выделять токсические вещества - микотоксины, которые могут нанести вред организму людей и животных.

Считается, что причиной, казалось бы, необъяснимой смерти людей, вскрывавших гробницы египетских фараонов, является так называемая желтая плесень, выделяющая опасное вещество афлатоксин. Желтая плесень поражает пищевые продукты (наиболее подвержены поражению рыба, молоко, рис, земляные орехи).

Что касается черной плесени, то она опасна тем, что от нее практически невозможно избавиться, так как она мутирует и становится более агрессивной. Биологи нашли препарат, который может подавить влияние черной плесени – эфирное масло монарда (растения). В древности считалось, что дом, который поразила черная плесень, необходимо сжечь.  Иногда у людей со сниженным иммунитетом возможны плесневые поражения внутренних органов. Однако есть среди этих грибов и такие, которые очень опасны и могут вызывать заболевания кожи, легких и других органов.  Все перечисленные заболевания носят хронический характер течения и вызывают трудности при лечении.

Некоторые плесневые грибы, существенно снижая урожай, могут оказывать неблагоприятное действие на здоровье сельскохозяйственных животных.

Грибы поражают запасы зерна, фураж, солому и сено. Иногда продукты становятся непригодными к использованию из-за токсичности метаболитов гриба.

При сильном развитии плесневых грибов в соломе возможно саморазогревание и даже воспламенение стогов. Аспергилл желтый, который развивается в кормах для животных, выделяет очень ядовитое вещество. По имени гриба этот яд назвали афлатоксином. Если тщательно не проверить корма на зараженность аспергиллами,  это может привести к гибели животных, тем самым нанести колоссальный урон животноводству.

Некоторые пенициллы доставляют человеку неприятности. Один из них растет на плодах цитрусовых: лимонах, апельсинах, грейпфрутах. В целые и здоровые плоды гриб проникнуть не может. Но поселившись на поврежденном плоде, он выделяет этилен – газ, который вызывает преждевременное созревание  находящихся поблизости плодов. Перезревшие плоды становятся мягкими, заражаются спорами гриба и загнивают. На цитрусовых плантациях такие пенициллы могут принести много бед. Плесени часто вызывают массовую гибель фруктов и овощей во время хранения и тем наносят огромный ущерб. Налет на поверхности субстрата (плесень) образован спороношениями грибов. Грибные нити (мицелий) пронизывают субстрат и разрушают его при помощи выделяемых ферментов.

Глава 5

Польза  плесени 

     В 1871 1872 годах два русских ученых - врача  А.Г. Полотебнов  и В.А.Манассеин обнаружили очень интересное свойство одного из распространенных плесневых грибков пенициллиума. Плесень эта убивала гноеробных микробов.  А.Г. Полотебнов  вылечил незаживающие язвы на руке больного, прикладывая к ранам зеленую плесень, собранную с позеленевшей апельсиновой корки.                                                                                                                                В 1928 году английский микробиолог Александр Флеминг случайно обнаружил антибактериальное свойство зеленой плесени, которая способна убивать бактерии, но безвредна для человека и животных. На первый взгляд она вызывает отвращение, но именно благодаря ей, а точнее пенициллину, который изготавливается на основе плесени, во Вторую Мировую войну 95% военнослужащих с инфицированными ранами вылечились. Это открытие положило начало производству пенициллина, который считается «самым действенным средством в современной медицине».  

В 1945 году Флеминг и его коллеги Хоуард Флори и Эрнст Чейн удостоились за свой труд Нобелевской премии в области медицины. С тех пор плесень стали применять для получения различных лекарственных препаратов, например лекарств от мигрени, для лечения болезни Паркинсона и предотвращения образования тромбов.

     Плесень так же открыла двери в восхитительный мир вкуса. Взять, к примеру, сыр. Некоторые виды плесени полезны, например, голубая и белая, красная плесень, с помощью которых готовят вкусные сыры. Польза сыров с плесенью: содержат кальций, белок, витамины группы В, положительно воздействуют на кровеносную систему, улучшают работу кишечника. Однако их нельзя употреблять  аллергикам. Знаете ли вы, что такие сорта сыра, как бри, камамбер, голубой датский сыр, рокфор обязаны своим особенным вкусом некоторым видам плесени рода пенициллиум.

Кроме того, плесень применяется в виноделии. Ягоды винограда, на которых образовалось нужное количество плесени, собирают в определённое время и используют в производстве элитных десертных вин.

Плесень ботритис серый, или благородная плесень, повышает концентрацию сахара в виноградных ягодах, благодаря чему вкус вина становится более насыщенным. В винном погребе, где происходит процесс брожения, особая погребная плесень придаёт вину его окончательный вкус. Черная плесень    применяется в производстве лимонной кислоты,  глюконовой  кислоты, пектиназы, глюкоамилазы и ещё много других ферментов

Являются основным агентом в ферментации некоторых сортов чая.

У «черной плесени» есть еще родственник, который более 2000 лет используется для производства соевого соуса и сокэ. Грибы играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере, широко используются в народном хозяйстве для получения кормового белка, ферментов, витаминов, антибиотиков.

       Нам всегда было любопытно, почему один кусочек хлеба покрывается плесенью, а другой (на первый взгляд ничем не отличающийся от первого) остается в таком же виде как был. Почему на некоторых фруктах плесень появляется, а на других нет. И мы решили провести опыты с кусочками хлеба, поместив их в разные условия внешней среды.

Глава 6

Наблюдение за ростом  плесени на хлебе при разных условиях.

Эксперимент.

Для опытов мы взяли  хлеб при разных условиях.

Опыт  с хлебом в закрытом пакете в шкафу: плесень на хлебе появилась на четвертый день нашего опыта

Опыт с хлебом в открытом пакете в шкафу: плесень появилась на пятый день нашего опыта

Опыт с хлебом и чесноком в закрытом пакете в шкафу: плесень появилась через семь  дней нашего опыта

Опыт с хлебом и гвоздикой в закрытом пакете в шкафу: ежедневно проверяли,  когда появится плесень. Прошло пятнадцать дней, но плесень так и не появилась.

Опыт с хлебом и  ватными дисками,  смоченными уксусной кислотой в закрытом пакете в шкафу: прошло две недели,  плесень на хлебе не обнаружена.

Опыт с хлебом и ватными дисками,  смоченными перекисью водорода  в закрытом пакете в шкафу: через десять дней на хлебе появилась плесень.

Опыт с хлебом в закрытом пакете в холодильнике: плесень не обнаружена.

Вывод:

     В процессе опыта нами было выявлено, что наибольшее влияние на процессы жизнедеятельности  плесени оказывают следующие условия это тепло, влага и  отсутствие кислорода.  

     Было установлено, что  плесень не появилась на подсушенном хлебе, на хлебе в морозилке холодильника и на хлебе рядом с гвоздикой и уксусной кислотой.

     Поэтому рекомендуем хлеб хранить в холодильнике, из хлеба сушить сухари  или рядом с хлебом помещать уксусную кислоту и гвоздику.

Обработка результатов проводилась ежедневно в течение месяца.

  Заключение:

Плесень для человека и друг и враг. Человек научился использовать её в пищу и в производстве лекарств, а плесень в свою очередь атакует дома, пищу, инструменты из дерева, мебель и многое другое.

Экспериментальным путем были выявлены благоприятные условия для развития плесневых грибков. В основном это: влага, тепло и когда перекрыт доступ кислорода.

В разных условиях на одном и том же субстрате может развиваться разная плесень.  

Но даже пониженная температура (в условиях холодильника) и наличие кислородной среды не спасут наши продукты питания от развития на них плесени.

Будьте внимательны! Обращайте внимание на сроки и условия хранения продуктов питания.  Мы поняли, что личная гигиена, регулярная уборка и проветривание комнаты обязательное условие для сохранения  здоровья человека.

Приложение № 1

Условия распространения  плесени

Список литературы:

1Алешко Е.Н.. Хрестоматия по ботанике, М. Просвещение, 1967 г.

2. Исмаилова С. Энциклопедия по биологии, М. «Авнта +», 1995 г.

3. Трайтак Д.И. Книга для чтения по ботанике, М. Просвещение, 1976 г.

4. Рогожкин А.Г. Энциклопедический словарь для юного натуралиста, М. «Педагогика»,1981 г.

5. Федоров Л.Ю. Рассказы о ядах, противоядиях, лекарствах и ученых, М.«Знание»,1983 г.

6. https://fishki.net/2084878-6-faktov-o-pleseni.html/gallery-3809226/